CUARTO TRABAJO DOMICILIARIOPI-225 A

Integrantes:- Fajardo Martinez Andrea Kerly- Llaque chumpitaz Carlos Enrique- Rodriguez Zambrano Karen- Sanchez Cardenas Kevin

PROBLEMA N1Sea la reaccin:

Dnde:A: Estireno; I: Iniciador de la reaccin (acta como catalizador)Se tiene un CSTR, en condiciones adiabticas con los siguientes datos:

CAo = 0.65 MCIo = 0.01 MCco = 8.58 M (ciclohexano)

Datos de la mezcla:(mezcla) = 85.4 g/molCTo = 9.23 MFAo/FTo = 0.0704To = 298 K

R(T)= -16160 cal/mol(-rA) = 1.72 exp(-18768/RT).(CA)(CI)0.5Q =Ws= 0 (adiabtico)

xA = 0.6T = ?

V CSTR = 0.4 LSISTEMA

a) Clculo de la temperatura de reaccin para una conversin de xA=0.6.

Efectuamos el balance de energa respectivo a todo el volumen tomado como sistema.

Reemplazando los datos del problema en la ecuacin anterior.

Temperatura de reaccin (T) = 317.55K

b) Calculo del flujo volumtrico (v)

Realizamos el balance de masa para el reactante A:

Pero:

Entonces:

Reemplazando los valores en la ecuacin (Cao, x, k, CI, Vcstr y T):

Si ahora se tienen dos reactores operando en serie a la temperatura hallada en (a) y a volmenes de 0.4L.

CAo = 0.65 Mv = To =298KCA2XA2 = ?T1 = 317.55 K

VCSTR =0.4LCAo1XA1 = 0.6T1 = 317.55 Kv =

VCSTR =0.4L

c) La conversin si se mantiene el flujo volumtrico.

Las condiciones para el reactor nmero 1 no cambian con respecto a los incisos (a) y (b) que son las condiciones iniciales de operacin. Entonces:

En el segundo reactor se est trabajando a la temperatura de operacin del primero, lo que significa que la temperatura de reaccin o la temperatura de salida del reactor es la misma tal como se indica en el esquema. El segundo reactor trabaja isotrmicamente.Como se debe perder calor, pues la temperatura debe mantenerse; es lgico pensar que no trabaja adiabticamente a diferencia del primer reactor. El reactor nmero 2 perder calor hacia los alrededores en toda su rea.

De la ecuacin del balance de masa se puede obtener la conversin xA2 y a partir de ello el calor transferido a los alrededores.

Para dos CSTR de igual tamao se tendr la siguiente relacin (del balance de masa para A):

Entonces:

d) Calculo de flujo volumtrico si se mantiene la conversin. (x2=0.6 en el reactor 2)

Balance de materia en el TK-2:

Haciendo balance de materia en el TK-1:

Reemplazando los datos de Vcstr, x2, k (T), Ci, Cao.

Ecuacin (a) en la ecuacin (b):

De nuevo en la ecuacin (a):

e) Las prdidas de calor al exterior.

Caso (c):

Hallando el calor disipado al exterior:

Para el inciso (c):

Como se trata de un reactor isotrmico:

Caso (d):

CONCLUSION:El volumen correspondiente al caso d, es mucho mayor que el inciso c (casi dos veces mayor). El calor necesario para llegar a la conversin de 0.6 en el reactor 2, ser mayor que para llegar a la conversin de 0.84 en el reactor 1.

PROBLEMA N2